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FluorCam封閉式葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)

 

PSI公司首席科學(xué)家Nedbal教授與公司總裁Trtilek博士等首次將PAM葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)與CCD技術(shù)結(jié)合在一起,，于1996年在世界上成功研制生產(chǎn)出FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)（Heck等，1999,；Nedbal等，2000,；Govindjee and Nedbal, 2000）,。FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)成為上世紀(jì)90年代葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)的重要突破，使科學(xué)家們對(duì)光合作用與葉綠素?zé)晒獾难芯恳幌伦舆M(jìn)入二維世界和顯微世界,。目前PSI公司已成為世界上最權(quán)威,、使用最廣,、種類最全面,、發(fā)表論文最多的葉綠素?zé)晒獬上駥I(yè)生產(chǎn)廠商,。

 

上左圖為上世紀(jì)90年代Nedbal等設(shè)計(jì)的FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)（Photosynthesis Research, 66: 3-12, 2000）

右圖為檸檬彩色圖及葉綠素?zé)晒獬上駡D（Photosynthetica, 38: 571-579, 2000）

 

FluorCam封閉式葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)是一款高度集成、高度創(chuàng)新,、使用方便,、應(yīng)用廣泛的高端葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)設(shè)備，高靈敏度CCD鏡頭,、4個(gè)固定的LED光源板及控制系統(tǒng)等集成于一個(gè)暗適應(yīng)操作箱內(nèi),，植物樣品放置在暗適應(yīng)操作箱內(nèi)的隔板上，隔板7級(jí)高度可調(diào),；光源由高穩(wěn)定性供電單元提供電源,，4個(gè)高能、高穩(wěn)定性LED光源板均一性照在植物樣品上,，成像面積可達(dá)13×13 cm,；控制系統(tǒng)通過USB與計(jì)算機(jī)相聯(lián)，并通過FluorCam軟件程序控制和采集分析數(shù)據(jù),。適用于植物葉片及果實(shí)等其它植物組織,、整株植物或培養(yǎng)的多株植物、苔蘚地衣等低等植物,、藻類等,，廣泛應(yīng)用于植物包括藻類光合生理生態(tài)、植物逆境脅迫生理與易感性,、氣孔功能,、植物環(huán)境如土壤重金屬污染響應(yīng)與生物檢測(cè)、植物抗性檢測(cè)與篩選,、作物育種,、Phenotyping等研究。

 

 

主要功能特點(diǎn):

· 系統(tǒng)集成于暗適應(yīng)操作箱內(nèi),，操作簡(jiǎn)便,、便于移動(dòng)，既可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)也可在室外進(jìn)行暗適應(yīng)成像測(cè)量分析

· 高靈敏度CCD鏡頭,，時(shí)間分辨率達(dá)50張每秒,，快速捕捉葉綠素?zé)晒馑沧儯上衩娣e達(dá)13x13cm

· 是世界上唯一可進(jìn)行OJIP快速熒光動(dòng)力學(xué)成像分析的高端葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)設(shè)備,，可得到OJIP快速葉綠素?zé)晒鈩?dòng)態(tài)曲線及Mo（OJIP曲線初始斜率）,、OJIP固定面積、Sm（對(duì)關(guān)閉所有光反應(yīng)中心所需能量的量度）,、QY,、PI（Performance Index）等26個(gè)參數(shù)

· 是世界上唯一可進(jìn)行QA再氧化動(dòng)力學(xué)成像分析的高端葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)設(shè)備,，可運(yùn)行單周轉(zhuǎn)飽和光閃（STF）葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)態(tài)，光強(qiáng)在100μs內(nèi)可達(dá)到120,000 μmol(photons)/m2.s

· 具備功能最全的,、可編輯的葉綠素?zé)晒獬绦颍≒rotocols）,，包括快照模式、Fv/Fm,、Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng),、2個(gè)葉綠素?zé)晒獯銣绶治觯∟PQ）protocolas（2套定制給光方案）、LC光響應(yīng)曲線,、PAR吸收與NDVI成像分析,、QA再氧化動(dòng)力學(xué)分析、OJIP快速熒光動(dòng)力學(xué)分析及GFP綠色熒光蛋白成像等

· 可進(jìn)行自動(dòng)重復(fù)成像測(cè)量分析,，預(yù)設(shè)一個(gè)實(shí)驗(yàn)程序（Protocols）,、測(cè)量次數(shù)及間隔，系統(tǒng)將自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行成像測(cè)量,，并自動(dòng)將數(shù)據(jù)按時(shí)間日期存入計(jì)算機(jī)（帶時(shí)間戳）,；還可預(yù)設(shè)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)程序（Protocols）；比如使系統(tǒng)白天自動(dòng)運(yùn)行Fv/Fm,，夜間自動(dòng)運(yùn)行NPQ分析等

· 具備雙色光化學(xué)光激發(fā)光源,，標(biāo)準(zhǔn)配置為紅色和白色，可選配紅色與藍(lán)色等雙波段光化學(xué)光,，雙色光化學(xué)光可按不同比例搭配使用,，以便實(shí)驗(yàn)不同光質(zhì)對(duì)作物／植物的光合效益

· 可選配TetraCam彩色成像模塊，最大成像面積20×25cm,，用于葉片或植物形態(tài)成像分析和葉綠素?zé)晒獬上駥?duì)比分析

 

左圖A為100％紅色光源條件下黃瓜葉片的Fv/Fm,，左圖B為30%藍(lán)色光源條件下黃瓜葉片的Fv/Fm；右上圖為光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度（不同比例藍(lán)色光）的關(guān)系,，右下圖為氣孔導(dǎo)度隨光照強(qiáng)度（不同比例藍(lán)色光）的關(guān)系

 

技術(shù)參數(shù)：

1. 測(cè)量光為617nm可調(diào)制紅光,，持續(xù)時(shí)間10μs–100μs可調(diào)

2. 雙色光化光，標(biāo)配為2紅光+2白光,，可選配2紅光+2藍(lán)光或其它波長(zhǎng)光源組合,，Actinic1光強(qiáng)300μmol(photons)/m2.s，Actinic2光強(qiáng)2000μmol(photons)/m2.s,；最大光化學(xué)光可升級(jí)至3000μmol(photons)/m2.s,。雙色光化學(xué)光可按不同比例搭配使用，以便實(shí)驗(yàn)不同光質(zhì)對(duì)作物／植物的光合效益

3. 飽和光光強(qiáng)可達(dá)4000μmol(photons)/m2.s,，可升級(jí)至6000 μmol(photons)/m2.s,，QA再氧化分析單周轉(zhuǎn)飽和光閃STF可達(dá)120000μmol(photons)/m2.s

4. 光源板：4塊大型高強(qiáng)度封裝LED光源板，每個(gè)光源板由36顆LED陣列組成,，光源板有效面積與成像面積相同13×13cm,，另外還具備一個(gè)頂部雙色光源（735nm紅外光源和650nm紅色光源）用于PAR吸收和NDVI成像測(cè)量,；高強(qiáng)度高穩(wěn)定性LED提供持續(xù)、穩(wěn)定,、均一的光源,，不會(huì)因?yàn)橛么罅抗鈴?qiáng)弱的LEDs（比如幾百個(gè)）造成光源不穩(wěn)定、壽命短等問題（使用大量弱光LED用于彌補(bǔ)每個(gè)LED的不足,，會(huì)造成系統(tǒng)出錯(cuò)率的提高,，任何一個(gè)LED出現(xiàn)問題都會(huì)造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定甚至不能使用）

 

 

5. 測(cè)量參數(shù)：Fo, Fo’, Fs, Fm, Fm’, Fp, FtDn, FtLn, Fv, Fv'/ Fm'，F(xiàn)v/ Fm ,Fv',Ft,ΦPSII, NPQ_Dn, NPQ_Ln, Qp_Dn, Qp_Ln, qN, qP,，QY, QY_Ln, Rfd, ETR等50多個(gè)葉綠素?zé)晒鈪?shù)及PAR吸收和NDVI植物光譜反射指數(shù)，每個(gè)參數(shù)均可顯示2維熒光彩色圖像

6. 具備完備的自動(dòng)測(cè)量程序（protocol）,，可自由對(duì)自動(dòng)測(cè)量程序進(jìn)行編輯

 a) Fv/Fm：測(cè)量參數(shù)包括Fo,，F(xiàn)m，F(xiàn)v,，QY等

 b) Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng)：Fo,，F(xiàn)p，F(xiàn)v,，F(xiàn)t_Lss,，QY，Rfd等熒光參數(shù)

 c) 熒光淬滅分析：Fo,，F(xiàn)m,，F(xiàn)p，F(xiàn)s,，F(xiàn)v,，QY，Φ_II,，NPQ,，Qp，Rfd,，qL等50多個(gè)參數(shù)

 d) 光響應(yīng)曲線LC：Fo,，F(xiàn)m，QY,，QY_Ln,，ETR等熒光參數(shù)

 e) PAR吸收與NDVI（選配）

 f) QA再氧化動(dòng)力學(xué)（選配）

 g) GFP等靜態(tài)熒光成像測(cè)量（選配）

 h) OJIP快速熒光動(dòng)力學(xué)分析（選配）：Mo（OJIP曲線初始斜率）、OJIP固定面積,、Sm（對(duì)關(guān)閉所有光反應(yīng)中心所需能量的量度）,、QY、PI等26個(gè)參數(shù)

7. 高靈敏度TOMI-1 CCD傳感器：

 a) 圖像分辨率：720×560像素

 b) 時(shí)間分辨率：每秒50幀

 c) A/D 轉(zhuǎn)換分辨率：12位（4096灰度色階）

 d) 像元尺寸：8.6μm×8.3μm

 e) 通訊模式：千兆以太網(wǎng)

8. 高分辨率TOMI-2 CCD傳感器（選配）

 a) 逐行掃描CCD

 b) 最高圖像分辨率：1360×1024像素

 c) 時(shí)間分辨率：在最高圖像分辨率下可達(dá)每秒20幀

 d) A/D 轉(zhuǎn)換分辨率：16位（65536灰度色階）

 e) 像元尺寸：6.45μm×6.45μm

 f) 運(yùn)行模式：1）動(dòng)態(tài)視頻模式,，用于葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)量,；2）快照模式,，用于GFP等熒光蛋白和熒光染料測(cè)量

 g) 通訊模式：千兆以太網(wǎng)

9. 成像面積：13×13cm，可對(duì)植物葉片,、植物組織,、藻類、苔蘚,、地衣,、整株植物或多株植物、96孔板,、384孔板等進(jìn)行成像分析

10. 7位濾波輪及葉綠素?zé)晒鉃V波器,、PAR吸收與NDVI成像測(cè)量濾波器，可根據(jù)需要選配其它濾波器（選配）

11. QA再氧化動(dòng)力學(xué)成像分析（選配）：可進(jìn)行STF熒光動(dòng)力學(xué)分析測(cè)量,，單周轉(zhuǎn)光閃（STF）光強(qiáng)達(dá)120000 μmol(photons)/m2.s in 100μs

12. OJIP快速熒光動(dòng)力學(xué)模塊（選配）：時(shí)間分辨率達(dá)1μs,，可測(cè)定分析OJIP曲線與二十幾項(xiàng)相關(guān)參數(shù)包括：Fo、Fj,、Fi,、P或Fm、Vj,、Vi,、Mo、Area ,、Fix Area,、Sm 、Ss ,、N（QA還原周轉(zhuǎn)數(shù)量）,、Phi---_Po 、Psi_o ,、Phi_Eo,、Phi_Do、Phi_pav,、ABS/RC（單位反應(yīng)中心的吸收光量子通量）,、TRo/RC（單位反應(yīng)中心初始捕獲光量子通量）、ETo/RC（單位反應(yīng)中心初始電子傳遞光量子通量）,、DIo/RC（單位反應(yīng)中心能量散失）,、ABS/CS（單位樣品截面的吸收光量子通量）、TRo/CSo,、RC/CSx（反應(yīng)中心密度）,、PI_ABS（基于吸收光量子通量的“性能”指數(shù)或稱生存指數(shù)）、PIcs（基于截面的“性能”指數(shù)或稱生存指數(shù)）

13. FluorCam葉綠素?zé)晒獬上穹治鲕浖δ埽壕週ive（實(shí)況測(cè)試）,、Protocols（實(shí)驗(yàn)程序選擇定制）,、Pre–processing（成像預(yù)處理）,、Result（成像分析結(jié)果）等功能菜單

14. 客戶定制實(shí)驗(yàn)程序協(xié)議（protocols）：可設(shè)定時(shí)間（如測(cè)量光持續(xù)時(shí)間、光化學(xué)光持續(xù)時(shí)間,、測(cè)量時(shí)間等）,、光強(qiáng)（如不同光質(zhì)光化學(xué)光強(qiáng)度、飽和光閃強(qiáng)度,、調(diào)制測(cè)量光等）,，具備專用實(shí)驗(yàn)程序語言和腳本，用戶也可利用Protocol菜單中的向?qū)С绦蚰０孀杂蓜?chuàng)建新的實(shí)驗(yàn)程序

15. 自動(dòng)測(cè)量分析功能：可設(shè)置一個(gè)實(shí)驗(yàn)程序（Protocol）自動(dòng)無人值守循環(huán)成像測(cè)量,，重復(fù)次數(shù)及間隔時(shí)間客戶自定義,，成像測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)按時(shí)間日期存入計(jì)算機(jī)（帶時(shí)間戳）

16. 快照（snapshot）模式：通過快照成像模式，可以自由調(diào)節(jié)光強(qiáng),、快門時(shí)間及靈敏度得到清晰突出的植物樣本穩(wěn)態(tài)熒光和瞬時(shí)熒光圖片

17. 成像預(yù)處理：程序軟件可自動(dòng)識(shí)別多個(gè)植物樣品或多個(gè)區(qū)域,，也可手動(dòng)選擇區(qū)域（Region of interest，ROI）,。手動(dòng)選區(qū)的形狀可以是方形、圓形,、任意多邊形或扇形,。軟件可自動(dòng)測(cè)量分析每個(gè)樣品和選定區(qū)域的熒光動(dòng)力學(xué)曲線及相應(yīng)參數(shù)，樣品或區(qū)域數(shù)量不受限制（>1000）

18. 數(shù)據(jù)分析模式：具備“信號(hào)計(jì)算再平均”模式（算數(shù)平均值）和“信號(hào)平均再計(jì)算”模式,，在高信噪比的情況下選用“信號(hào)計(jì)算再平均”模式,，在低信噪比的情況下選擇“信號(hào)平均再計(jì)算”模式以過濾掉噪音帶來的誤差

19. 輸出結(jié)果：高時(shí)間解析度熒光動(dòng)態(tài)圖、熒光動(dòng)態(tài)變化視頻,、熒光參數(shù)Excel文件,、直方圖、不同參數(shù)成像圖,、不同ROI的熒光參數(shù)列表等

20. 暗適應(yīng)操作箱,，內(nèi)置光源、CCD鏡頭,、濾波輪及濾波器,、控制單元、散熱裝置等,，方便暗適應(yīng)操作,，樣品平臺(tái)36x30cm，高度7級(jí)可調(diào),，樣品（整株植物）最大高度可達(dá)12cm

 

 

21. 給光制式：靜態(tài)或動(dòng)態(tài)

22. Bios：固件可升級(jí)

23. 尺寸：471 mm(W)×473 mm (D)×512 mm (H)

24. 重量：Appr. 40 kg

25. 電源輸入：Appr. 1100 W

26. 供電電壓：90–240 V

 

配置組成：

• 主機(jī)系統(tǒng),，包括暗適應(yīng)操作箱，內(nèi)置LEDs光源,、綠波輪及濾波器,、CCD鏡頭,、控制單元、高度可調(diào)樣品隔板,、散熱裝置等
• 高穩(wěn)定性電源轉(zhuǎn)換器
• FluorCam系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)分析軟件
• 筆記本電腦

 

產(chǎn)地：歐洲

 

附：其它FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)

1. FluorCam便攜式光合聯(lián)用葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)：可與LCProSD光合儀,、Licor6400光合儀等聯(lián)用

2. FluorCam便攜式葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)：成像面積3.5x3.5cm，具暗適應(yīng)葉夾及多功能輕便三腳架,，可用于實(shí)驗(yàn)室或野外測(cè)量和監(jiān)測(cè)

3. FluorCam便攜式Chl/GFP熒光成像系統(tǒng)：為便攜式熒光成像系統(tǒng)的擴(kuò)展版,，可同時(shí)進(jìn)行葉綠素?zé)晒獬上穹治龊虶FP綠色熒光蛋白成像分析

4. FluorCam封閉式葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)：LED光源、CCD熒光監(jiān)測(cè)鏡頭,、控制單元等集成于暗適應(yīng)操作箱內(nèi)形成一個(gè)完整的主機(jī)系統(tǒng),，是世界上唯一可進(jìn)行QA再氧化動(dòng)力學(xué)和OJIP測(cè)量分析的葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)，成像面積13x13cm

5. FluorCam封閉式Chl/GFP熒光成像系統(tǒng)：為封閉式葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)的擴(kuò)展版,，可同時(shí)進(jìn)行葉綠素?zé)晒獬上穹治龊虶FP綠色熒光蛋白成像分析

6. FluorCam開放式葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)：模塊式,，具備高度可擴(kuò)展性，可自由選配不同的激發(fā)光源及相應(yīng)濾波器以對(duì)葉綠素?zé)晒鈩?dòng)態(tài)及穩(wěn)態(tài)熒光等進(jìn)行成像分析,，鏡頭高度可調(diào),，成像面積13x13cm

7. FluorCam開放式大型版葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)：成像面積可達(dá)20x20cm

8. FKM多光譜熒光動(dòng)態(tài)顯微成像與光譜分析系統(tǒng)：多激發(fā)光、多光譜熒光成像與光譜分析,，可對(duì)葉綠素?zé)晒鈩?dòng)態(tài),、QA再氧化、OJIP快速熒光動(dòng)力學(xué)進(jìn)行顯微成像分析和光譜分析,，還可對(duì)GFP熒光,、細(xì)胞熒光染色等進(jìn)行顯微成像分析

9. Fluorcam移動(dòng)式大型葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)：大型葉綠素?zé)晒獬上衿脚_(tái)安裝在具輪子的支架上，方便移動(dòng),，成像平臺(tái)可上下移動(dòng),，成像面積達(dá)35x35cm

10. FluorCam樣帶掃瞄式葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)：大型成像平臺(tái)可在100－500cm的支架上對(duì)樣帶進(jìn)行掃瞄成像，標(biāo)配掃瞄區(qū)域長(zhǎng)度為400cm,，成像平臺(tái)可沿樣帶精確定位自動(dòng)掃瞄,，可選配RGB真彩掃瞄成像，從而實(shí)現(xiàn)葉綠素?zé)晒獬上窈驼娌食上穹治?/span>

11. FluorCam多光譜熒光成像系統(tǒng)：屬多激發(fā)光,、多光譜熒光成像系統(tǒng),，不僅可對(duì)葉綠素?zé)晒膺M(jìn)行成像分析，還可對(duì)UV紫外光激發(fā)F440（藍(lán)色熒光）,、F520（綠色熒光）,、F690（紅色熒光）和F740（紅外熒光）進(jìn)行成像分析用于全方位研究檢測(cè)植物脅迫與抗性，有標(biāo)準(zhǔn)配置,、擴(kuò)展配置和大型配置3種型號(hào)

12. PlantScreen葉綠素?zé)晒馀cRGB真彩自動(dòng)掃瞄成像系統(tǒng)：是PlantScreen系列高通量植物表型成像分析系統(tǒng)的基礎(chǔ)版,，可對(duì)葉綠素?zé)晒夂椭参颮GB真彩進(jìn)行成像分析，以分析檢測(cè)植物的功能表型和形態(tài)表型，自動(dòng)掃瞄范圍為60x129cm,，定位定時(shí)并得到4維（XYZ三維位置信息和時(shí)間信息）測(cè)量數(shù)據(jù)